肺纤维化新突破！301医院联合清华全球首发干细胞雾化疗法，晚期患者明显好转

肺纤维化疾病背景与治疗困境：肺纤维化以进行性肺间质瘢痕化为特征，其核心病理机制为免疫细胞异常活化（巨噬细胞、T细胞）→慢性炎症级联反应→成纤维细胞过度活化→细胞外基质（胶原、纤连蛋白）病理性沉积→肺泡结构破坏及呼吸衰竭。现有药物（如吡非尼酮、尼达尼布）仅能延缓进展，无法逆转纤维化或促进组织再生，亟需创新疗法突破治疗瓶颈。

近年来，人脐带间充质干细胞 (UCMSC) 已被广泛用于治疗不同的慢性疾病，包括肺纤维化。研究表明UCMSC在多种炎症性疾病中的主要作用是调节免疫系统。我们之前的研究证实USMSC在治疗肺损伤方面保留了优越的抗纤维化能力。

近期，清华大学精准医学研究院与解放军总医院第一医学中心联合海南医学院第一附属医院呼吸科、首都医科大学生物医学工程学院等机构团队在国际权威期刊杂志《nature》子刊《signal transduction and targeted therapy》上发表了一项关于“雾化吸入人脐带间充质干细胞来源的细胞外囊泡治疗肺纤维化的临床研究”的成果[1]。

研究结果表明：所有受试者均对雾化hUCMSC-EVs耐受良好，未发生严重不良事件。接受雾化hUCMSC-EVs和常规治疗联合治疗的患者的肺功能指标（用力肺活量和最大自主通气量）和呼吸健康状况（通过圣乔治呼吸问卷和莱斯特咳嗽问卷测量）均得到显著改善。

依据科学阐述，此次选用的细胞新药并非干细胞注射，而是雾化外泌体

选用雾化人脐带间充质干细胞来源外泌体（hUCMSC-EVs），而非干细胞注射，核心原因在于：

• 科学依据：EVs被认为是MSCs发挥治疗作用的关键介质，直接使用EVs可模拟其疗效。
• 核心优势：EVs具有显著的实用性优势（易制备、储存、运输） 和关键的安全性优势（极大降低肺栓塞风险）。
• 规避风险：避免了使用活细胞本身带来的潜在风险（如栓塞、免疫排斥、异常分化等）。
• 靶向给药：雾化吸入方式为肺部疾病提供了直接、靶向的治疗途径。

因此，基于对MSC作用机制的理解以及对安全性、操作便利性和靶向性的综合考虑，选用雾化外泌体方案比直接注射干细胞更具优势。

hUCMSC-EVs如何制备？和hUCMSC-EVs特性是什么？

hUCMSC-EVs的制备流程

为确保外泌体（EVs）的可靠性、安全性和生产稳定性，制备过程严格遵循工业化标准：

• 建立工作细胞库（Working Cell Bank）：使用人脐带间充质干细胞（hUCMSC）作为来源细胞。预先建立标准化的细胞库系统，确保细胞来源一致且可追溯，为规模化生产提供基础。
• 工业化流程与GMP标准：开发了标准化的 工业化生产流程（图1a所示），在所有生产阶段（从细胞培养到EVs纯化）均严格遵守 良好生产规范（GMP） 要求，确保全过程的可控性、可重复性及无污染风险。
• 质量控制与验证：通过电子显微镜（图1d）和Western blot（图1i-l）对比雾化前后的EVs，确认 雾化过程未改变EVs的形态和蛋白标志物含量，证明其适用于吸入给药。

hUCMSC-EVs的核心特性

通过多维度技术表征，确认其符合国际公认的外泌体标准：

物理特性

• 尺寸分布：纳米粒子跟踪分析（NTA）显示粒径范围为50–400nm（图1b），符合典型外泌体尺寸（30–200nm，部分可略大）。
• 形态特征：透射电镜（TEM）观察显示典型的 茶托样（cup-shaped）膜结构（图1c），且雾化后形态未变（图1d）。

分子标志物

• 阳性标志物：富集外泌体特异性跨膜蛋白CD9、CD63、CD81（图1e-h），符合国际细胞外囊泡学会（ISEV）定义的外泌体标志。
• 阴性标志物：未富集CANX（Calnexin）——一种内质网蛋白，其缺失可排除细胞碎片污染（图1e-h）。

功能稳定性

• 雾化耐受性：Western blot证实雾化前后外泌体标志蛋白总量无差异（图1i-l），表明其能耐受雾化过程，保持结构完整性。
• 生产一致性：通过GMP流程和工业化生产体系，确保批次间的一致性和高纯度。

雾化hUCMSC-EVs对预防小鼠损伤性肺纤维化的安全性和有效性的初步尝试

为了评估雾化hUCMSC-EVs治疗肺纤维化的安全性和有效性，我们对小鼠进行了临床前研究。对博来霉素（BLM）诱导（2.5mg/Kg）的C57BL/6小鼠在两周内给予不同剂量（2.5×107、7.5×107和2.25×108颗粒）的雾化hUCMSC-EV，共14次，然后在第18天进行显微CT扫描（图2a）。

结果表明：通过雾化给药时，hUCMSC-EVs主要在小鼠肺中积聚并改善了博来霉素诱导的肺纤维化，存活率提高（从20%到80%），肺容量恢复，损伤严重程度减轻，同时氧合血红蛋白饱和度升高，肺功能评估改善。

hUCMSC-EVs在小鼠肺纤维化治疗中的作用

为了研究hUCMSC-EVs是否可以减轻纤维化过程，我们治疗了BLM诱导的纤维化小鼠，涵盖增生期和纤维化期。

结果表明：用hUCMSC-EVs治疗的小鼠纤维化显著减少（图3b，蓝色框）。值得注意的是，使用hUCMSC-EVs治疗后，不同肺部区域（包括基底、中部和顶端部分）的纤维化病变均显著减少，这一趋势在实验重复中始终得到观察到（图3b）。

三维重建显示，虽然PBS治疗组的肺体积进一步减少，但MSC-EV治疗组的肺体积显著增加（图3c）。这些结果表明，雾化hUCMSC-EVs可有效减缓小鼠BLM诱导的肺纤维化的进展。

干细胞外囊泡治疗肺纤维化的具体作用机制是什么？

hUCMSC-EVs通过miRNA-486-5p介导的巨噬细胞重编程发挥核心作用：上调miRNA-486-5p（图3d），驱动肺泡巨噬细胞向M2修复表型极化（CD206⁺比例从35%升至70%，图3e-g）；

调控纤维化相关基因：

• 上调抗纤维化因子：IL-10（抑制炎症，图3i），MMP13（降解胶原，促进基质重塑，图3j），HGF（驱动肺泡上皮修复，图3k）；
• 下调促纤维化因子：SPP1（骨桥蛋白，促进胶原沉积，图3l）。
  这一基因级联反应最终阻断纤维化进程，实现肺组织修复。

机制本质：hUCMSC-EVs通过 miRNA-486-5p→巨噬细胞M2极化→抗纤维化基因表达三重作用，重塑肺免疫微环境，逆转纤维化病理损伤。

干细胞外囊泡治疗肺纤维化人体临床试验：安全性与疗效验证（ChiCTR2300075466）

试验设计与受试者筛选：为评估雾化人脐带间充质干细胞外泌体（hUCMSC-EVs）对肺纤维化患者的安全性，研究团队于2023年4月20日至2025年5月2日开展了一项单盲随机对照临床试验（注册号：ChiCTR2300075466）。

经严格筛选后，24例经高分辨率CT（HRCT）确诊的肺纤维化患者纳入研究，其中12例接受”常规治疗+雾化hUCMSC-EVs”（实验组），另12例接受”常规治疗+生理盐水雾化”（对照组）。两组患者的基线特征无显著差异（表1），且全程维持原治疗方案，确保结果可比性。

干预方案与安全性监测：实验组雾化液为6ml生理盐水混合2×10⁹颗粒hUCMSC-EVs（对照组仅用生理盐水），通过网状雾化器（颗粒直径<5μm）每日两次（09:00±30分钟、20:00±30分钟）连续给药7天。安全性评估涵盖第1、8、28、84天的面对面随访及第180、360天的电话随访（图4a），全程监测不良事件与生命指标。研究通过标准化雾化流程、严格剂量控制及长达1年的追踪，系统评估该疗法的临床安全性。

干细胞外囊泡治疗肺纤维化的安全性结果

短期安全性验证：首要安全性评估显示，所有患者对治疗耐受良好，全程未出现显著异常。关键生命体征（体温、血氧饱和度）及心脏功能（心电图监测）均保持正常范围，无过敏性皮肤反应、心律失常或ST-T段异常。

血清学检测进一步证实：治疗第8天对比第0天，血液学指标（白细胞、中性粒细胞、淋巴细胞、红细胞、血红蛋白、血小板）、肝肾功能（ALT、AST、BUN、肌酐）、血脂血糖（TG、TC、HDL、LDL、Glu）及炎症因子IL-6均无显著波动（图4b-l，补充数据），证明治疗未引发全身性炎症或器官毒性。

长期安全性结论：在长达12个月的随访中，未报告任何过敏反应或不良事件，包括急性免疫反应或迟发性并发症。综合短期监测与长期追踪结果，雾化hUCMSC-EVs在肺纤维化患者中展现出优异的安全性与耐受性，为后续疗效研究奠定可靠基础。

干细胞外囊泡治疗肺纤维化的疗效性结果

核心肺功能与生活质量的显著改善：雾化hUCMSC-EVs治疗显著提升了患者的肺功能与生活质量。与生理盐水对照组相比，治疗组的用力肺活量（FVC）和最大自主通气量（MVV）均明显提高（图5a-b），表明呼吸力学功能增强。

同时，圣乔治呼吸问卷（SGRQ）评分显著降低，反映患者活动受限减少、病情恢复；莱斯特咳嗽问卷（LCQ）评分同步上升，证实咳嗽症状缓解与生活质量提升（图5c-d）。这些关键指标的变化凸显了该疗法对肺纤维化核心症状的改善作用。

综合疗效验证与整体获益：研究进一步通过多维度指标评估整体疗效，包括6分钟步行距离（6MWD）、FEV₁、DLCO（气体交换功能）、ALT及mMRC（呼吸困难评分）等。通过对比治疗前后各指标变化，将患者分为”好转”与”未好转”组，并采用加权方法量化获益事件（好转>未好转计1分）。

分析显示，综合疗效评分显著偏向获益（p=0.05）（图5e），证实雾化hUCMSC-EVs作为附加疗法能为患者提供协同增效的临床收益。尽管部分肺功能指标未达统计差异，但均未出现恶化趋势，进一步支持治疗稳定性。

雾化hUCMSC-EVs治疗肺纤维化影像学评估结果

群体影像学稳定性与个别显著改善：通过分析患者治疗第0、28、84天的高分辨率CT（HRCT）图像，研究发现大多数患者肺部病变未呈现聚集性改善趋势，符合常规治疗的预期进展。然而，两名患者（编号9和15）表现出显著影像学改善：参与者9的左肺斑片状阴影、毛玻璃密度及胸膜下模糊带在28天减轻，84天基本消退（图5f上排）；参与者15的右下叶广泛实变伴毛玻璃影在28天明显吸收，84天仅残留轻微网状阴影（图5f中排）。

疗效验证与临床意义：上述改善与对照组18号患者的纤维化进展（图5f下图）形成鲜明对比，证实雾化hUCMSC-EVs可超越常规治疗效果。尽管整体群体影像变化有限，但典型病例的实质性逆转结合前期肺功能与生活质量提升数据，支持该疗法能为部分肺纤维化患者提供额外临床获益，凸显其潜在治疗价值。

研究结论：雾化hUCMSC-EVs为肺纤维化提供安全有效的无细胞治疗新路径

肺纤维化的治疗仍然是一项重大挑战，因为这种疾病仍在出现，特别是在大流行感染的情况下。目前的临床治疗是采用多种策略管理疾病，以维持患者的良好状态，而不会进展或加重。

在本研究中，我们报告使用雾化hUCMSC-EVs，它已成为一种有前途的无细胞疗法途径，作为治疗肺纤维化患者的新策略。我们已经建立了一个全面的系统，以确保在生产的每个阶段都符合良好生产规范（GMP）标准，并提出了4个关键质量控制点（CQCP）以保证质量。

我们的结果表明，雾化hUCMSC-EV治疗是安全的，并且患者从治疗中受益。总体而言，与仅接受常规治疗的患者相比，接受雾化hUCMSC-EVs额外治疗的患者获得了显著的益处。值得注意的是，两名患有晚期炎症后肺纤维化的患者在接受 hUCMSC-EVs治疗后在连续CT扫描中表现出临床显著的消退。这些研究结果表明雾化hUCMSC-EVs可作为治疗肺纤维化疾病的一种有前途的治疗策略。

这为肺纤维化的治疗开辟了新的途径，也为肺纤维化患者未来更好的康复带来了希望。

参考资料：[1]:Li, M., Huang, H., Wei, X. et al. Clinical investigation on nebulized human umbilical cord MSC-derived extracellular vesicles for pulmonary fibrosis treatment. Sig Transduct Target Ther 10, 179 (2025). https://doi.org/10.1038/s41392-025-02262-3

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